基于DVB—S2數字衛(wèi)星電視的發(fā)展及技術概述

程龍

摘 要：在科技日新月異的當下，空間領域的探索是世界每個國家的話題。我國在衛(wèi)星廣播電視方面的技術，也從最開始的落后到現在走在世界的前列。本文介紹了我國衛(wèi)星廣播的發(fā)展，對數字衛(wèi)星廣播傳輸技術的標準進行了簡要地介紹。

關鍵詞：衛(wèi)星；數字傳輸；廣播電視；DVB-S2

中圖分類號：TN943 文獻標識碼：A

1.概述

隨著時代的發(fā)展，科技的日新月異，我們國家早已既“東方紅1號”之后發(fā)射了“東方紅2號”、“亞洲1號”、“亞洲2號”等衛(wèi)星供我國衛(wèi)星廣播事業(yè)所用?！皷|方紅1號”是我國進入衛(wèi)星廣播時代的標志，最后一個上星的省級臺是1999年10月海南省電視臺節(jié)目，自此所有的省臺節(jié)目都可以通過衛(wèi)星播送給廣大觀眾。信息技術迅猛發(fā)展，通信行業(yè)與科技的融合使電視廣播產業(yè)整體發(fā)生了變化，數字電視應運而生，它在電信之后成為引爆IT產業(yè)的又一熱點話題。在半導體、電子信息技術后，電子行業(yè)在數字電視的帶領下跨入了新時代。我國衛(wèi)星廣播的發(fā)展之路現今已經完成了從C頻段向Ku頻段、從模擬到數字、從轉播到直播的3個過渡，但在很長一段時間內，還是會由C頻段向Ku頻段并存、收轉和直播并存的局面，而且還有等待我們加倍努力要實現的從非廣播電視專用衛(wèi)星到專用的轉變。

2.數字衛(wèi)星廣播傳輸標準概述

當前數字衛(wèi)星廣播的傳輸標準有美國的ATSC（Advanced Television Systems Committee）、日本的ISDB（Integrated Services Digital Broadcasting）和歐洲的DVB（Digital Viideo Broadcasting）3種，下面著重介紹DVB標準。DVB標準采用MPEG-2的壓縮技術，它包含數字有線電視DVB-C、數字衛(wèi)星電視DVB-S、數字地面電視DVB-T。為了有良好的抗干擾及抗噪聲性能，DVB-S使用QPSK正交相移鍵控的調制方式，并采用RS碼月卷積碼級聯的向前糾錯的方法，使衛(wèi)星轉發(fā)器對信號的處理達到最優(yōu)。在此基礎上發(fā)展出來的DVB-S2標準，與DVB-S不同的是采用了ACM自適應編碼調制方式，使用基于LDPC（Low-Density Parity-Check）的BCH（Boss-Chaudhuri-Hocquenghem）的前向糾錯方法，使DVB-S2有了更強大的工作效率。

3.基于DVB-S2的數字衛(wèi)星電視傳輸系統(tǒng)概述

數字衛(wèi)星電視傳輸系統(tǒng)通常由以下4部分組成：上行發(fā)射站、廣播衛(wèi)星與設備、測控站和衛(wèi)星地面接收站，其中基于DVB-S2的數字衛(wèi)星電視傳輸系統(tǒng)是其重要組成部分，數據流通過基帶擾碼進行信號隨機化處理，再經過FEC（Forward Error Correction）信道糾錯編碼之后，通過星座映射將bit流轉化為符號流分層裝入物理層幀中，進行基帶濾波和正交調制及上變頻形成微波射頻信號，最后經過功率放大器由天線發(fā)射。（1）基帶擾碼。數字化設備都是處理“0”與“1”兩個碼元之間的關系來提取其中信息的，為了不在信號頻譜中產生離散譜線、不因為系統(tǒng)非線性導致的諧波干擾，就要進行基帶擾碼。數字信號進入擾碼器打亂連續(xù)出現的碼元，并使二者統(tǒng)計概率各為約50%，在基帶擾碼過程中用線性反饋移位寄存器擴展信號功率譜，這樣能夠使信號更具有隱蔽性、抗干擾性及抗衰減性。（2）FEC編碼。在數字信號中，為了防止外界信號干擾，保護信號不變異，要進行多重的糾錯碼設置。數字信號在解碼過程中對錯誤信號十分敏感，每秒鐘只要有非常小的誤碼就無法正常解碼。而數字衛(wèi)星信號之所以能順利播放，又是得益于數字信號中的糾錯碼的設置。采用前向誤差校正FEC方法，是為了降低數字信號的誤碼率，提高信號傳輸的可靠性。數據流一般包括ES流、PES流、TS流，ES流也叫基本碼流是包含視頻、音頻或數據的連續(xù)碼流；PES流也叫打包的基本碼流，是將基本碼流ES流根據需要分成長度不等的數據包，并加上包頭就形成了打包的基本碼流PES流。TS流也叫傳輸流，是由固定長度為188字節(jié)的包組成，含有獨立時基的一個或多個節(jié)目，適用于誤碼較多的環(huán)境。（3）星座映射。在DVB-S2標準中，規(guī)定了4種調制方式，這4種格式的調制階數為：QPSK（2bit/sHz）、8PSK（3bit/sHz）、16APSK（4bit/sHz）、32APSK（5bit/sHz）。QPSK為四相位移鍵控，一般可以看成正交的兩路傳播，一路I支路、一路為Q支路。輸入的比特流分別映射成I/Q路的幅度信息，然后進行I/Q路調制，得到正交兩路數據。為了和四進制載波配合，需要變換調制器輸入的二進制數據為四進制，而二進制數據有4種組合即00、01、10、11，兩兩組合后分別代表四進制的符號。（4）物理層幀簡介。完成星座映射后，數據被封裝成物理層幀輸出。DVB-S2物理層幀頭由幀起始位置和物理層信令編碼組成，后面是需要傳輸的有效數據。幀起始位置SOF顧名思義用于識別幀起始位置由26個二進制符號組成；信令編碼PLSCODE長度為64個二進制符號，包含幀數據域調制方式、編碼速度、導頻是否存在等信息。

結語

世界各國的數字衛(wèi)星電視傳輸技術發(fā)展前景廣闊，由于數字衛(wèi)星通信的信號質量好、覆蓋面又較為廣泛，從長遠來看成本低，這些優(yōu)點都使數字衛(wèi)星電視傳輸的發(fā)展成為必然。與傳統(tǒng)的廣播電視傳輸相比較而言，衛(wèi)星傳輸不受地理條件的限制，特別是傳輸容量大而且在壓縮技術有了進一步發(fā)展前景后，衛(wèi)星傳輸的優(yōu)勢更為明顯。本文簡要介紹蘿數字衛(wèi)星電視傳輸在我國的發(fā)展及基本知識，希望能為更深的技術研究提供理論支撐。

參考文獻

[1]曹雪虹，張宗橙.信息論于編碼[M].北京：清華大學出版社，2004：19-22.